Родился 16 сентября 1960 г. в г. Черкесске Ставропольского края.
Окончил Черкесский автомобильно-дорожный техникум. В 1998 г. получил диплом экономического факультета Норильского индустриального института (ныне Норильский государственный индустриальный институт) по специальности "инженер-экономист".
С 1983 г. был мастером гаража, начальником гаража, начальником дорожно-строительного управления, затем главным инженером, управляющим трестом механизации и благоустройства (г. Норильск, Красноярский край).
Занимал должность главного инженера производственного объединения "Норильскбыт".
С марта 1997 г. по февраль 2000 г. - первый заместитель главы г. Норильска по организации деятельности городского хозяйства (глава города - Василий Ткачев). Вместе с первым заместителем гендиректора Норильского горно-металлургического комбината Львом Кузнецовым в 1997 г. руководил комиссией по организации передачи объектов коммунально-бытового и социально-культурного назначения с баланса "Норникеля" на баланс администрации г. Норильска.
В 2000 г. возглавил управление по региональной политике ОАО "Норильская горная компания".
В феврале 2001 г. был назначен заместителем генерального директора ОАО "ГМК "Норильский никель", курировал жилищно-коммунальное хозяйство, торговлю, транспорт, связь и вопросы корпоративной политики. Затем был начальником управления по работе с территориями Заполярного филиала ОАО "ГМК "Норильский никель", заместителем директора филиала.
С 2001 по 2007 г. - депутат Законодательного собрания Красноярского края III созыва. Был избран 23 декабря 2001 г. от Северной партии по Норильскому одномандатному округу №20 (66,78% голосов). В декабре 2003 г. возглавил постоянную комиссию регионального парламента по финансам, бюджету и налоговой политике. Сменил на посту председателя комиссии Раису Кармазину (от Северной партии), которая сложила полномочия в связи с избранием в Госдуму РФ. В конце 2004 г. Валерий Семенов вошел в первую учрежденную в парламенте фракцию - "Единая Россия" (координатор фракции - Александр Усс, спикер заксобрания в 1998-2017 гг., глава Красноярского края в 2017-2023 гг.).
С 2007 по 2016 г. - секретарь красноярского регионального отделения партии "Единая Россия".
15 апреля 2007 г., после объединения Красноярского края с Таймырским и Эвенкийским автономными округами, был избран депутатом нового краевого законодательного собрания. Баллотировался по списку партии "Единая Россия" (в составе Северной региональной группы). 14 мая 2007 г. был выдвинут на пост спикера вместе с Александром Уссом, однако снял свою кандидатуру в пользу последнего. Занял должность первого заместителя председателя заксобрания, возглавил комитет по бюджету и налоговой политике.
С 4 декабря 2011 г. - депутат Законодательного собрания Красноярского края II созыва, член фракции "Единая Россия". 28 декабря 2011 г. вновь был избран первым вице-спикером парламента. Исполнял депутатские полномочия до 2014 г.
В марте 2012 г. входил в региональный штаб общественной поддержки кандидата на пост президента РФ Владимира Путина.
С апреля 2014 г. по май 2023 г. - член Совета Федерации РФ. 3 апреля 2014 г. Валерий Семенов был наделен полномочиями сенатора, представителя заксобрания Красноярского края (вновь назначен в октябре 2021 г.). Сложил полномочия досрочно в связи с решением перейти на работу в органы исполнительной власти Красноярского края (соответствующее постановление СФ было принято 24 мая 2023 г.).
29 мая 2023 г. назначен заместителем губернатора Красноярского края.
Награжден медалью ордена "За заслуги перед Отечеством" II степени (1995).
Почетный гражданин г. Норильска (2013).